(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内に設定された処理部に供給した処理ガスをプラズマ化し、該プラズマ化された処理ガスによって、前記処理部内に配設された基台上の基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理チャンバは、前記処理部と連通した空間である排気部が該処理部の下方に設定されるとともに、前記排気部と連通した空間であるマニホールド部が該排気部に隣接して設定され、前記マニホールド部に対応する部分に開口部が形成されており、
前記マニホールド部は、その流路の有効断面積が前記開口部よりも広い面積を有しており、
該プラズマ処理装置は更に、
吸気口を有し、該吸気口が前記開口部に接続された真空ポンプと、
前記開口部の開閉を行う開閉機構とを備え、
前記開閉機構は、
前記開口部と対向する位置に、該開口部に対して接近、離反する方向に移動自在な状態で、前記マニホールド部内に配設された弁体と、
前記弁体を前記接近、離反する方向に移動させる移動機構とから構成されており、
前記開口部は、その縁部が、前記マニホールド部に対応する部分の前記処理チャンバ内壁から、前記開口部の直径の２０％以上の間隔を空けて位置するように形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記真空ポンプは、その吸気口が、前記開口部に直接接続されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記開閉機構は、前記処理チャンバに対して、前記接近、離反する方向に沿って着脱自在であることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
処理ガスが供給され、プラズマ化された処理ガスによってプラズマ処理される基板が載置される基台が配設された処理部が、内部空間に設定された処理チャンバを備えており、
前記処理部と連通した空間である排気部が該処理部の下方に設定されるとともに、前記排気部と連通した空間であるマニホールド部が該排気部に隣接して設定され、前記マニホールド部に対応する部分に開口部が形成されており、
前記マニホールド部は、その流路の有効断面積が前記開口部よりも広い面積を有しており、
更に、吸気口を有し、前記処理チャンバの、前記マニホールド部に対応する部分の下面に開口した開口部に、前記吸気口が接続された真空ポンプを備えたプラズマ処理装置に用いられる開閉機構であって、
前記開口部と対向する位置に、該開口部に対して接近、離反する方向に移動自在な状態で、前記マニホールド部内に配設された弁体と、
前記弁体を前記接近、離反する方向に移動させる移動機構とから構成されており、
前記開口部は、その縁部が、前記マニホールド部に対応する部分の前記処理チャンバ内壁から、前記開口部の直径の２０％以上の間隔を空けて位置するように形成されていることを特徴とする開閉機構。
【請求項５】
前記真空ポンプは、その吸気口が、前記開口部に直接接続されていることを特徴とする請求項４記載の開閉機構。
【請求項６】
前記処理チャンバに対して、前記接近、離反する方向に沿って着脱自在であることを特徴とする請求項４又は５記載の開閉機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気した処理チャンバ内に所定の処理ガスを供給してプラズマ化し、プラズマ化した処理ガスによって処理チャンバ内の基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置及びこれに用いられる開閉機構に関し、特に、処理チャンバ内の排気を効率良く行うことができるプラズマ処理装置及びこれに用いられる開閉機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記プラズマ処理としては、プラズマ化した処理ガスに含まれるイオンやラジカルによって、基板（シリコン基板や炭化ケイ素基板など）をエッチングするプラズマエッチング処理や、基板に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ処理などがある。【０００３】
通常、上記プラズマ処理を行う際に用いられるプラズマ処理装置は、内部空間に処理部、プラズマ生成部、排気部及びマニホールド部が設定された処理チャンバ、処理チャンバの、プラズマ生成部が設定された部分の外方に配設されたコイル、処理部に配設された基台、コイルに高周波電力を供給するコイル電力供給機構、プラズマ生成部にエッチングガスや保護膜形成ガスなどの処理ガスを供給する処理ガス供給機構、処理チャンバ内の気体を排気する排気機構などを備えており、前記処理チャンバは、内部の上部領域にプラズマ生成部が設定され、当該プラズマ生成部の下方に、このプラズマ生成部と連通した処理部が設定され、更に、前記処理部の下方に、該処理部と連通した排気部が設定され、該排気部に隣接する位置に、この排気部と連通したマニホールド部が設定されている。【０００４】
このようなプラズマ処理装置によってプラズマ処理を行う際には、プラズマ生成部内に処理ガスを供給するとともに、排気機構によって排気速度を調整しつつ処理チャンバ内の排気を行うことで、当該処理チャンバ内を真空状態に保つことが行われている。【０００５】
ここで、上記プラズマ処理装置における排気機構は、通常、処理チャンバ内の圧力を調整するための真空弁と、処理チャンバの、マニホールド部に対応する部分に配管などを介して接続された真空ポンプ（ターボ分子ポンプやクライオポンプ、油拡散ポンプなど）とから構成されている。【０００６】
このような排気機構に用いられる真空弁としては、例えば、特許第５２４３２０１号公報に開示された真空弁がある。【０００７】
この真空弁は、内部に弁室が形成されるとともに、当該弁室を介して相互に直交して連通した２つのポートが形成されてなり、この２つのポートの内の一方の開口縁部に弁座が形成されたボディ、前記弁座に対して進退自在な状態で弁室内に設けられた弁体、当該弁体に駆動力を付与する駆動部などを備えており、前記ポートの内の一方はマニホールド部に接続され、他方は真空ポンプの吸気口に接続されるようになっている。【０００８】
この真空弁によれば、駆動部によって弁体を弁座に対して当接、離間させることにより、２つのポート間の流路、即ち、処理チャンバと真空ポンプとの間の流路の開閉を行うことによって、排気速度の調整を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５２４３２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記真空弁によって処理チャンバ内の排気を行う場合、排気を開始してから処理チャンバ内が低真空状態になるまでの間は、平均速度で自由に動き回っている気体分子が処理チャンバ内壁やボディ内壁（以下、単に「壁」という）に衝突する頻度よりも気体分子同士の衝突頻度の方が圧倒的に高く、気体分子の平均自由行程が短い状態（以下、「粘性流領域」という）にあるのに対し、排気が進んで処理チャンバ内が中真空状態や高真空状態になると、気体分子同士が衝突する頻度よりも壁に衝突する頻度の方が高く、気体分子の平均自由行程が長い状態（以下、「分子流領域」という）になる。【００１１】
ここで、分子流領域においては、平均自由行程の長い気体分子が一定の確率で真空ポンプの吸気口に到達し、当該気体分子が処理チャンバ内から排出されることによって、処理チャンバ内が排気される。したがって、気体分子が真空ポンプへ到達する確率が高いほど排気効率が高くなり、確率が低いほど排気効率が低くなる。【００１２】
そのため、上記真空弁を備えたプラズマ処理装置においては、特に、処理チャンバ内を高真空状態にまで減圧する際に以下に述べる問題が生じる。【００１３】
即ち、図７に示すように、上記従来の真空弁を備えたプラズマ処理装置１００は、処理チャンバ１０１のマニホールド部１０２に真空弁１０３を介して真空ポンプが接続された構成であるため、気体分子Ｍが真空ポンプ１０４に到達するまでに移動しなければならない距離が長くなっており、マニホールド部１０２内の気体分子Ｍが真空ポンプの吸気口にまで到達するためには、まず、マニホールド部１０２から一方のポート１０３ａを介して弁室１０３ｂ内に到達する必要があり、更に、弁室１０３ｂ内から他方のポート１０３ｃを介して真空ポンプの吸気口まで到達する必要がある。そのため、気体分子Ｍが真空ポンプへと到達する確率が大きく低下して、真空ポンプに到達する気体分子Ｍの数が少なくなり、排気効率が極めて悪くなる。【００１４】
また、２つのポート１０３ａ，１０３ｃが弁室１０３ｂを介して直交して連通している、即ち、マニホールド部１０２から真空ポンプの吸気口に至るまでの流路が湾曲又は屈曲しており、更に、マニホールド部１０２と弁室１０３ｂとがフランジ部１０５を介して接続され、マニホールド部１０２からフランジ部１０５内へと気体分子Ｍが到達する確率が低くなっており、これらの点も、マニホールド部１０２から真空ポンプへと気体分子Ｍが到達する確率を大きく低下させる要因となっている。【００１５】
また、処理チャンバ内の圧力を調整する機構としては、上記真空弁の他に、振子式バルブを採用することができ、このようにすれば、マニホールド部と真空ポンプとの間の距離を短くすることができるが、当該振子式バルブは、小径の基板（例えば、直径１インチ以下の基板）をプラズマ処理する小型のプラズマ処理装置に適用しても十分な効果を得ることができない。即ち、小型のプラズマ処理装置に振子式バルブを採用したとしても、振子式バルブのサイズが装置全体のサイズに対して相対的に大きくなり、マニホールド部と真空ポンプとの間の距離が長くなってしまうため、気体分子が真空ポンプへと到達する確率が大きく低下するという問題が生じる。【００１６】
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、処理チャンバ内を高真空まで効率良く減圧することができ、高真空状態下において処理チャンバ内の圧力を制御することができるプラズマ処理装置及びこれに用いられる開閉機構の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するための本発明は、
処理チャンバ内に設定された処理部に供給した処理ガスをプラズマ化し、該プラズマ化された処理ガスによって、前記処理部内に配設された基台上の基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理チャンバは、前記処理部と連通した空間である排気部が該処理部の下方に設定されるとともに、前記排気部と連通した空間であるマニホールド部が該排気部に隣接して設定され、前記マニホールド部に対応する部分に開口部が形成されており、
前記マニホールド部は、その流路の有効断面積が前記開口部よりも広い面積を有しており、
該プラズマ処理装置は更に、
吸気口を有し、該吸気口が前記開口部に接続された真空ポンプと、
前記開口部の開閉を行う開閉機構とを備え、
前記開閉機構は、
前記開口部と対向する位置に、該開口部に対して接近、離反する方向に移動自在な状態で、前記マニホールド部内に配設された弁体と、
前記弁体を前記接近、離反する方向に移動させる移動機構とから構成されているプラズマ処理装置に係る。【００１８】
このプラズマ処理装置によれば、まず基台上に基板を載置する。ついで、弁体を開口部から閉じた状態で、真空ポンプを作動させて、処理チャンバ内の気体の排気を開始する。【００１９】
ここで、本発明に係るプラズマ処理装置においては、処理チャンバの、マニホールド部に対応する部分に形成された開口部に真空ポンプの吸気口を接続し、マニホールド部から真空ポンプまでの距離を極力短くし、更に、マニホールド部における流路の有効断面積を開口部の面積よりも広くしている。これにより、処理チャンバ内が高真空状態（分子流領域）になって、気体分子が真空ポンプへ到達する確率が排気効率に影響を及ぼすようになっても、当該気体分子が真空ポンプへ到達する確率が高く、気体分子が真空ポンプへと到達し易くなっているため、排気効率の低下を抑えて処理チャンバ内の排気を行うことができる。【００２０】
また、従来の真空弁と異なり、開口部に真空ポンプの吸気口を接続し、マニホールド部から真空ポンプの吸気口に至るまでの流路に湾曲又は屈曲する部分をなくしているため、気体分子が真空ポンプへと到達する確率が低下するという問題が生じないようになっている。【００２１】
更に、従来であれば、マニホールド部に真空弁を接続するためのフランジ継手等の接続部材が必要となっていたが、上記プラズマ処理装置には接続部材が必要なく、その分だけマニホールド部から真空ポンプの吸気口まで距離が短くなっており、気体分子が真空ポンプへ到達する確率が高められるとともに、直径１インチ以下の基板をプラズマ処理するような小型のプラズマ処理装置の構築も可能となっている。【００２２】
また、上記プラズマ処理装置は、弁体をマニホールド部内に設けるようにしていることによっても、小型のプラズマ処理装置の構築を可能にしている。【００２３】
ついで、処理部内へ処理ガスを供給してプラズマ化し、このプラズマ化された処理ガスによって基台上の基板をプラズマ処理する。【００２４】
尚、基板にプラズマ処理を施している間は、前記移動機構によって弁体の前記接近、離反する方向における位置を調整し、弁体と開口部との間の空間の大きさを変えることによって、マニホールド部内から真空ポンプの吸気口へと気体分子が到達する確率を調整して、処理チャンバ内の圧力を一定に保つようになっている。【００２５】
また、上記プラズマ処理装置における開口部は、その縁部が、前記マニホールド部が設定された部分の前記処理チャンバ内壁から間隔を空けて位置するように形成されている。このようにすれば、開口部から見た立体角を広くすることができ、マニホールド部から真空ポンプの吸気口へと気体分子が到達する確率をより高くすることができる。尚、開口部の縁部と前記処理チャンバ内壁との間の間隔は、気体分子が真空ポンプの吸気口へと到達する確率を十分高くできるように、開口部の直径の２０％以上とし、２５％以上とすることはより好ましい。
【００２６】
また、上記プラズマ処理装置においては、前記真空ポンプの吸気口が、前記開口部に直接接続されていても良い。即ち、真空ポンプの吸気口と開口部とを他の接続機構を介さないで接続するようにしても良い。具体的には、処理チャンバの、マニホールド部に対応する部分にフランジ継手を形成せず、真空ポンプにのみフランジ継手を形成し、当該フランジ継手をマニホールド部に対応する部分にネジ止め等することによって、真空ポンプの吸気口を前記開口部に接続するようにしても良い。このようにすれば、マニホールド部内から真空ポンプまでの距離を更に短くすることができ、気体分子が真空ポンプへ到達する確率をより高くすることができ、また、装置を更にコンパクトなものにすることができる。【００２７】
また、上記プラズマ処理装置における開閉機構は、メンテナンス性の向上を図るために、前記処理チャンバに対して、前記接近、離反する方向に沿って着脱自在であることが好ましい。【００２８】
尚、本願でいう「流路の有効断面積」とは、流れ方向と直交する面に沿って切断した際の切断面の面積をいい、流れ方向に沿って切断面の面積が変化する場合については、最も小さくなる部分の面積をいう。【００２９】
また、本願でいう「真空ポンプ」とは、高真空引きに対応した真空ポンプを意味し、ターボ分子ポンプやクライオポンプ、油拡散ポンプなどを例示することができる。【００３０】
また、本願における「基板」としては、シリコンや、炭化ケイ素、サファイア、化合物半導体、ガラス、樹脂などからなる基板を例示することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明に係るプラズマ処理装置によれば、処理チャンバ内を高真空まで効率良く減圧することができるとともに、高真空状態下において処理チャンバ内の圧力を制御することができ、また、装置をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成を示した正断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ間の断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ間の断面図である。
【図４】一実施形態に係るプラズマエッチング装置の一部の概略構成を示した斜視図である。
【図５】一実施形態に係るプラズマエッチング装置の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成を示した正断面図である。
【図７】従来のプラズマ処理装置の一部の概略構成を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面に基づき説明する。尚、本例のプラズマ処理装置はプラズマエッチング装置であり、直径１インチ以下の基板に対してプラズマエッチング処理を行う。
【００３４】
図１〜図４に示すように、本例のプラズマエッチング装置１は、内部空間にプラズマ生成部３、処理部４、排気部５及びマニホールド部６が設定された処理チャンバ２と、前記プラズマ生成部３に処理ガスを供給する処理ガス供給機構１５と、処理チャンバ２のプラズマ生成部３が設定される部分の外方に配設されたコイル１８と、このコイル１８に高周波電力を供給するコイル電力供給機構１９と、前記処理部４内に配設され、基板Ｋを載置するための基台２５と、この基台２５に高周波電力を供給する基台電力供給機構２７と、前記処理チャンバ２内の気体を排気し、図示しない圧力計と連動して処理チャンバ２内の圧力を調整する排気機構３０とを備えている。
【００３５】
前記処理チャンバ２は、第１チャンバ２ａと、当該第１チャンバ２ａの下方に連設された第２チャンバ２ｂと、この第２チャンバ２ｂの側方に連設された第３チャンバ２ｃとからなる。前記第１チャンバ２ａの内部空間にはプラズマ生成部３が設定され、第２チャンバ２ｂにおける内部空間の上部領域には前記プラズマ生成部３に連通した処理部４が設定されるとともに、下部領域には当該処理部４に連通した排気部５が設定され、第３チャンバ２ｃの内部空間には前記排気部５に連通したマニホールド部６が設定されており、プラズマ生成部３からマニホールド部６までが連通した状態となっている。
【００３６】
前記第１チャンバ２ａは、その内径が直径１インチ以下の基板Ｋに見合った寸法である１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下となるように成形され、第２チャンバ２ｂは、その内径が第１チャンバ２ａの内径よりも大きく成形されている。また、第２チャンバ２ｂの内壁には、前記処理部４と排気部５との間に位置する部分に分散板７が取り付けられており、当該分散板７によって、処理部４から排気部５への気体の流れが制御されている。
【００３７】
前記第３チャンバ２ｃは、前記第２チャンバ２ｂの側壁から水平方向に沿って延設され、先端部が上面視半円形状をなし、下面に開口部８が形成されるとともに、開口部８が形成された部分にフランジ継手８ａが形成され、上面の開口部８と対向する位置には開口部９が形成されている。尚、前記マニホールド部６は、その流路の有効断面積、言い換えれば、マニホールド部６の長手方向に直交する垂直面で切断した際の断面積（図３中の網掛け部分）が開口部８の開口面積よりも大きくなっている。また、前記開口部８は、その縁部が第３チャンバ２ｃにおける先端部の内壁面との間に所定の間隔Ｌが空くように形成されており、この間隔Ｌの広さは、開口部８の直径の２０％以上の広さとし、２５％以上の広さとすることはより好ましい。
【００３８】
尚、マニホールド部６における流路の有効断面積は、例えば、マニホールド部６の形状が排気部５側から先端側に向けて狭くなるような形状（テーパ形状など）である場合には、最も狭い部分における断面積をいう。
【００３９】
前記処理ガス供給機構１５は、ＳＦ６ガスなどのエッチングガスを供給するエッチングガス供給部１６と、一端が前記第１チャンバ２ａに設けられた複数の吐出口に接続され、他端が前記エッチングガス供給部１６に接続された供給管１７とを備え、前記エッチング供給部１６から供給管１７を介してプラズマ生成部３内にエッチングガスを供給する。尚、エッチングガスとしては、ＳＦ６ガスに限られるものではなく、他のフッ素系ガス、例えば、ＣＦ４やＮＦ３、ＩＦ５などを用いることができる。
【００４０】
前記コイル１８は、前記第１チャンバ２ａの外方に、これを囲むように配設されており、後述するコイル電力供給機構１９によって高周波電力が供給されるようになっている。
【００４１】
前記コイル電力供給機構１９は、前記コイル１８に接続されたインピーダンス整合器２０と、このインピーダンス整合器２０に接続された高周波電源２１とからなり、上述したように、コイル１８に高周波電力を供給する機構である。
【００４２】
前記基台２５は、上述したように、処理部４内に配設され、昇降シリンダ２６によって昇降されるようになっている。
【００４３】
前記基台電力供給機構２７は、前記基台２５に接続されたインピーダンス整合器２８と、このインピーダンス整合器２８に接続された高周波電源２９とからなり、前記基台２５に高周波電力を供給する機構である。
【００４４】
前記排気機構３０は、吸気口を有し、当該吸気口が開口部８に接続された真空ポンプ３１と、前記開口部９に挿通された弁体３２と、当該弁体３２を上下方向に移動させる移動機構３４とから構成されており、弁体３２及び移動機構３４が開閉機構として機能する。
【００４５】
前記真空ポンプ３１は、吸気口にフランジ継手３１ａが形成されており、当該フランジ継手３１ａが前記第３チャンバ２ｃに形成されたフランジ継手８ａに接続されることによって、吸気口が開口部８に接続されている。尚、真空ポンプとしては、高真空引きに対応したポンプであることが好ましく、ターボ分子ポンプやクライオポンプ、油拡散ポンプなどを例示することができる。
【００４６】
前記弁体３２は、軸部３２ａ及び当該軸部３２ａの先端に設けられた平板状の当接部３２ｂからなり、当接部３２ｂの下面には環状シール部材３３が固設されている。また、前記環状シール部材３３は、その内径が開口部８の直径よりも大きく、当接部３２ｂを開口部８に接近させた際に、当該環状シール部材３３が開口部８の周囲に当接し、第３チャンバ２ｃと当接部３２との間の気密性を保つことができるようになっている。尚、第３チャンバ２ｃの開口部９は、弁体３２が挿通された状態で、当該弁体３２の軸部３２ａが挿通される貫通穴が形成された蓋体１０が着脱自在に取り付けられており、蓋体１０と第３チャンバ２ｃの上面との間には、環状シール部材１１が介装され、蓋体１０が取り付けられた状態において、蓋体１０と第３チャンバ２ｃとの間の気密性が保たれるようになっている。
【００４７】
前記移動機構３４は、前記弁体３２を上下方向、言い換えれば、軸方向に沿って移動させる機構であり、前記蓋体１０の上面に固設された支持部材１２によって支持された状態で、蓋体１０上に配設されている。尚、移動機構３４としては、空圧シリンダや電動シリンダなどを例示することができる。
【００４８】
この排気機構３０によれば、移動機構３４によって、弁体３２の当接部３２ｂを開口部８から離反した位置に移動させた状態で、真空ポンプ３１を駆動させることにより、処理チャンバ２内（プラズマ生成部３、処理部４、排気部５及びマニホールド部６）の気体を排気することができ、移動機構３４によって弁体３２を上下方向に移動させて、当接部３２ｂと開口部８との間の空間の大きさを変えることにより、排気速度を変化させ、処理チャンバ２内の圧力を調整することができる。図５には、弁体３２を開口部８に近づけた状態を示した。
【００４９】
尚、蓋体１０とともに弁体３２及び移動機構３４を上方向に引き上げることで、これらを処理チャンバ２から容易に取り外すことができるようになっている。
【００５０】
次に、以上の構成を備えたプラズマエッチング装置１を用いて、基板Ｋ（例えば、シリコン基板）にエッチング処理を施す過程について説明する。
【００５１】
まず、下降位置にある基台２５上に、表面に所定パターンのマスクが形成された基板Ｋを載置し、ついで、基台２５を昇降シリンダ２６によって処理位置まで上昇させた後、排気機構３０によって処理チャンバ２内（プラズマ生成部３、処理部４、排気部５及びマニホールド部６）の気体の排気を開始する。
【００５２】
ところで、処理チャンバ２内の排気を開始してから当該処理チャンバ２内が低真空状態になるまでの間は、気体分子同士の衝突が支配的であり、気体分子の平均自由行程の短い粘性流領域にあたるため、この状態においては、気体分子が処理チャンバ２内から押し出されるようにして真空ポンプ３１の吸気口へと到達し、気体分子が処理チャンバ２内から排出されて処理チャンバ２内の排気が進む。しかしながら、処理チャンバ２内の真空度が高くなると、気体分子同士の衝突よりも気体分子と処理チャンバ２内壁との衝突が支配的となり、気体分子の平均自由行程が長くなる、即ち、粘性流領域から分子流領域へと移行する。そして、分子流領域においては、平均速度で自由に動き回る気体分子が真空ポンプ３１の吸気口に到達しなければ、気体分子が処理チャンバ２内から排出されないため、気体分子が真空ポンプ３１の吸気口に到達する確率を高めなければ、排気効率が著しく低下する。
【００５３】
そこで、本例のプラズマエッチング装置１においては、前記マニホールド部６の有効断面積を開口部８の開口面積よりも大きくするようにしている。これにより、粘性流領域及び分子流領域の双方の場合において、マニホールド部６から開口部８まで気体が流れる際のコンダクタンスを高めるようにしている。
【００５４】
また、第３チャンバ２ｃに形成された開口部８に配管等を介さず真空ポンプ３１の吸気口を接続するようにして、処理チャンバ２内と真空ポンプ３１の吸気口との間の距離を極力短くすることによって、処理チャンバ２内の気体分子が真空ポンプ３１の吸気口に到達する確率を高め、分子流領域における排気効率を高めるようにしている。
【００５５】
更に、開口部８の縁部と第３チャンバ２ｃにおける先端部の内壁面との間に間隔Ｌを空けて、開口部８から見た立体角を広くすることにより、図２に示すように、第３チャンバ２ｃの先端側を介して気体分子Ｍが開口部８に到達することも可能となり、処理チャンバ２内から真空ポンプ３１の吸気口に気体分子が到達する確率をより高めている。
【００５６】
したがって、本例のプラズマエッチング装置１によれば、処理チャンバ２内を効率良く排気して、高真空状態まで素早く減圧することができる。
【００５７】
ついで、コイル１８に高周波電源２１から高周波電力を供給し、プラズマ生成部３内に誘導電界を生じさせ、この状態で、エッチングガス供給部１６からプラズマ生成部３内にエッチングガスを供給し、当該供給されたエッチングガスをプラズマ化する。尚、コイル１８に供給する高周波電力は、周波数を４０ＭＨｚ以上とすることが好ましく、大きさを５０Ｗ以下とすることがより好ましい。
【００５８】
しかる後、高周波電源２９から基台２５に高周波電力を供給する。その後、プラズマ生成部３内でプラズマ化されたエッチングガスは、処理部４へと降下して基板Ｋ上に至り、これにより、基板Ｋの表面がエッチングされ、当該基板Ｋの表面にエッチング構造が形成される。本例のエッチング処理においては、基台２５に高周波電力を供給し、基板Ｋにバイアス電位を与えているため、プラズマ中のイオンが基板Ｋに向けて照射され、所謂イオンアシストエッチングが行われる。
【００５９】
尚、基板Ｋにエッチング処理を施している間は、処理チャンバ２内の圧力を監視し、当該処理チャンバ２内の圧力が所定の圧力（例えば、３Ｐａ程度）となるように、移動機構３４によって弁体３２の上下方向の位置を変化させて排気速度の調整を行うようにしている。
【００６０】
以上のように、本例のプラズマエッチング装置１によれば、マニホールド部６から開口部８まで気体が流れる際のコンダクタンスを高めるようにして、粘性流領域及び分子流領域の双方の場合における排気効率の低下を抑えることができ、また、処理チャンバ２内の気体分子が真空ポンプ３１の吸気口に到達する確率を高めるようにして、特に、分子流領域における排気効率を高めることができるため、処理チャンバ２内を高真空状態まで素早く減圧することができる。更に、弁体３２の位置を調整することで高真空状態にある処理チャンバ２内の圧力の制御も行うことができる。
【００６１】
また、弁体３２を第３チャンバ２ｃのマニホールド部６内に設けた構成とし、また、従来のようにマニホールド部と真空弁との間に設けられたフランジ継手などの接続部材が不要であるため、装置をコンパクトにすることができ、直径１インチ以下の基板にエッチング処理を施すような小型のプラズマエッチング装置の構築を可能にしている。
【００６２】
また、本例のプラズマエッチング装置１においては、弁体３２及び移動機構３４を処理チャンバ２から容易に取り外すことができ、メンテナンス性が向上している。
【００６３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る態様は何らこれに限定されるものではない。
【００６４】
上例においては、第３チャンバ２ｃにフランジ継手８ａを形成し、当該フランジ継手８ａに真空ポンプ３１のフランジ継手３１ａを接続することで、吸気口と開口部８とを接続するようにしているが、図６に示すプラズマエッチング装置５０のように、第３チャンバ２ｃにフランジ継手を設けずに、真空ポンプ３１のフランジ継手３１ａを第３チャンバ２ｃの下面にネジ止め等によって固設することで、吸気口と開口部８とを接続するようにしても良い。
【００６５】
また、上例においては、本発明に係るプラズマ処理装置をプラズマエッチング装置として具現化したものを例示したが、これに限られるものではなく、例えば、基板に薄膜を形成する際に用いるプラズマＣＶＤ装置や、レジストを除去する際に用いられるプラズマアッシング装置として具現化しても良い。
【００６６】
更に、上例では、コイル１８を備えた所謂誘導結合形（ＩＣＰ）のプラズマエッチング装置１としたが、これに限られるものではなく、本発明は、平行平板の電極を備えた所謂容量結合形（ＣＣＰ）のプラズマエッチング装置として具現化できる。
【００６７】
また、基板Ｋについても、何ら制限はなく、その一例としては、シリコン、炭化ケイ素、サファイア、化合物半導体、ガラス、樹脂などからなる基板を例示することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１    プラズマエッチング装置
２    処理チャンバ
２ａ  第１チャンバ
２ｂ  第２チャンバ
２ｃ  第３チャンバ
３    プラズマ生成部
４    処理部
５    排気部
６    マニホールド部
７    分散板
８    開口部
８ａ  フランジ継手
１０  蓋体
１５  処理ガス供給機構
１８  コイル
１９  コイル電力供給機構
２５  基台
２７  基台電力供給機構
３０  排気機構
３１  真空ポンプ
３１ａ  フランジ継手
３２  弁体
３４  移動機構
【要約】
プラズマエッチング装置１は、プラズマ生成部３、処理部４、排気部５及びマニホールド部６が設定された処理チャンバ２や、処理チャンバ２内の気体を排気する排気機構３０などを備えており、排気機構３０は、吸気口を有し、当該吸気口が開口部８に接続された真空ポンプ３１と、前記開口部９に挿通された弁体３２と、当該弁体３２を上下方向に移動させる移動機構３４とから構成され、処理チャンバ２の一部を構成する第３チャンバ２ｃに形成された開口部８に、配管等を介さずに真空ポンプ３１の吸気口が接続されている。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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